基于GIS的人口统计数据空间化解决方案

     ​  人口数据一般以各种级别的行政区域为统计单位，使用表格进行展示。常用的人口分布度量指标是人口密度，即行政区域内单位土地面积上的人口数量，这种以行政辖区为单位进行统计的方法，统计的结果是假定人口均匀分布在整个区域内，无法表达辖区的内部差异，面积较大的湖泊上，坡度较大的山地上都会被分配人口，这在很大程度上影响了人口密度数据在使用时的准确性和可靠性。随着地理信息系统的应用和发展，基于固定大小空间单位的人口计算方法研究逐步开展，其中以公里格网（1km×1km）的应用较多。在地理信息系统中对人口数据进行格网化表达，能够直观的表现人口数据的空间分布，有效的拓展人口数据的应用领域。本方案选取大比例尺地理数据、地形地貌数据，利用GIS空间统计分析方法，对四川省人口统计数据进行格网空间化。

1、数据及预处理

    地理遥感生态网平台使用1:500000地理数据（包括居民地、水系）、四川省年鉴数据、四川省县级行政区划界线。

    在进行人口数据空间化之前，先对数据进行预处理：

    (1) 利用高分辨率遥感卫星影像对四川省东部地区经济发达、城市建设显著的地区进行居民地范围轮廓线的修改。

    (2) 点状居民地以县级辖区为单位，对照高分辨率遥感卫星影像，确定居民地范围，以缓冲区的方式生成面状居民地。

    (3) 一定坡度以上的坡度数据同居民地数据套和，对照高分辨率遥感卫星影像检查修正居民地。

    (4) 利用高分辨率遥感卫星影像对四川全省面状水系进行更新，增加新增的水库、湖泊，修改改线部分的水体等。

     (5) 通过GIS软件的叠加分析功能，在空间分布上检查居民地与水系的关系，处理由于城市搬迁等原因造成的两者空间上的矛盾。

2、方法

    本方案采用的人口数据空间化的基本思路是，假设所有的人口都分布在居民地上，在这个假设条件下对县级行政区划（包括省辖市、县级市）为单位的人口数据在空间上进行重新分配，在确保各县总人口数不变的情况下，求得每平方公里土地上居住的人口数。

    依据县级行政区划内某个居民地面积占该区总居民地面积的比来确定分配人口的权重，通过GIS软件将各个辖区的人口数据分配到辖区内的居民地块上，再将分配到居民地块上的人口数量按照1km×1km的格网单位进行统计，生成人口公里格网数据模拟人口的空间分布。

    为提高人口格网数据的精度，对生成的公里格网数据进行修正处理：结合县级行政边界计算各县级辖区的人口数，与各县人口统计数据比较，将差值订正到各个县级行政区划中。

3、四川省人口数据空间模拟

    四川省总面积约49万KM2，介于我国陆地地势三级阶梯中的一、二级阶梯之间，是多山省份之一，山地、高原和丘陵约占全省土地面积的97.46%。四川省辖成都市、攀枝花市等18个地级市、3个自治州。2010年人口普查结果四川常住人口8041.8万人。

    从下图四川省人口统计数据空间化模拟的结果能直观的看出四川省人口分布的特点，(1)城镇中心人口密集，城镇以外人口分布呈现分散；(2)人口分布极不平衡，四川地势西高东低，城市人口规模，四川东部显著大于四川西部，人口多集中在成都平原周围。四川省人口空间分布的上述特点与四川省区域的经济发展状况及各个区域的城镇化水平相一致。

 人口统计数据空间化模拟结果

      人口统计数据空间化模拟的结果体现了区域的内部差异，比传统的计算一定辖区内的人口密度数据，能够更为精确地表达人口空间的区域差异，能够为地震灾情损失快速评估、环境规划等提供参考依据。